granulati

la granulazione è un processo che permette di trasformare polveri cristalline o amorfe in aggregati solidi che presentano caratteristiche più favorevoli per le lavorazioni industriali.

preparazione dei granulati

Il processo di granulazione a letto fluido (noto anche come agglomerazione), coinvolge particelle sospese in un flusso d'aria ed un liquido spruzzato dall'alto verso il basso all'interno del letto fluido. Le particelle immerse nella traiettoria dello spray divengono leggermente bagnate e quindi appiccicose. Le particelle appiccicaticce urtano con altre perticelle ed aderiscono a queste formando un granulo.

processo animato di granulazioneimpianto della Vector Corporation

Vi sono due differenti modalità di granulazione a letto fluido: in fase secca o bagnata. Nella granulazione in fase secca, le particelle richiedono solo una leggera bagnatura per diventare collose e riunirsi l'una con l'altra. La soluzione granulante è applicata ad una velocità minore o uguale alla velocità di evaporazione, in modo che le particelle rimangano secche durante l'intero processo.
Nella granulazione in fase umida, le particelle richiedono un maggior cospargimento prima che diventino abbastanza collose da potersi riunire l'una con l'altra. La soluzione granulante è applicata ad una velocità maggiore di quella di evaporazione finché le particelle raggiungono l'umidità sufficiente per la granulazione. Le caratteristiche delle particelle bagnate ed il tipo di soluzione granulante usato, determinano quale debba essere il procedimento più appropriato. Mentre la fase secca è più comune, la fase umida permette di ottenere prodotti pù densi.

L'animazione, parzialmente convertita da Flash e adattata in gif animata, è stata tratta dal sito: www.vectorcorporation.com/flash/fluidbed.htm
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granulati effervescenti

I granulati possono anche essere utilizzati come preparazioni farmaceutiche multidose, spesso rese effervescenti per migliorarne la palatabilità, come per esempio per la Citrosodina®. In questo caso, oltre ad impiegare recipienti ben chiudibili, occorre minimizzare la presenza di acqua per evitare che l'effervescenza prodotta dall'anidride carbonica (liberata dall'acido tartarico o citrico) si sviluppi durante la preparazione del granulato.

I granulati effervescenti contengono componenti a reazione acida e carbonati o bicarbonati in grado di reagire rapidamente, in presenza di acqua, liberando anidride carbonica.

Un comune metodo di preparazione prevede bicarbonato di sodio e acido citrico (di cui il 20-25% monoidrato), unitamente ad altri componenti miscelati e riscaldati fino alla liberazione di acqua di cristallizzazione dell'acido citrico che agisce da agente granulante. In questo caso il contenuto riscaldamento e la limitata quantità di acqua provocano una modesta liberazione di anidride carbonica che contribuisce a rendere spugnosa la massa. Come dolcificante, si addizionano quelli previsti dalla legge.

Se per esempio si vogliono preparare 10 bustine da 5 g ciascuna in granulato effervescente contenente 500 mg di acido acetilsalicilico per bustina, le relative quantità dei componenti si calcolano come segue:

calcolo miscela effervescente

La miscela effervescente (45 g) è costituita da: acido citrico, acido tartarico (acidificante, esaltatore di sapidità), bicarbonato di sodio

Il calcolo delle quantità di acido citrico e bicarbonato da utilizzare è basato sull'equazione stechiometrica:

reazione bicarbonato acido citrico

Dalla stechiometria della reazione acido citrico + bicarbonato, risulta che per 1 g di acido citrico sono necessari 1,2 g di bicarbonato (1 : 210 = x : 252).

reazione bicarbonato acido tartarico

Dalla stechiometria della reazione acido tartarico + bicarbonato, risulta che per 1 g di acido tartarico sono necessari 1,12 g di bicarbonato (1 : 150 = x : 168)

bicarbonato ac. citrico ac. tartarico
1.2 1
1.12 1
g di bicarbonato necessari rispettivamente
per 1 g di ac. citrico e 1 g di ac. tartarico
Comunemente l'ac. citrico e l'ac. tartarico vengono addizionati nel rapporto 1:2 ; pertanto, miscelando gli acidi secondo questa proporzione, occorrono:

1 g ac. citrico + 1,2 g di bicarbonato + 2 ·[1 g ac. tartarico + 1,12 g di bicarbonato] = 6,4 g di miscela effervescente.

Ora, occorre calcolare le quantità di miscela effervescente necessarie per i 45 g richiesti per ogni bustina: occorrono 45/6,4 = 7 unità di miscela (acido citrico, ac. tartarico, bicarbonato). In pratica, rispettando i rapporti dei componenti abbiamo: 7 ac. citrico + 14 ac. tartarico + 24 [ = 7 · (1,2 + 2,22)] sodio bicarbonato = 45 g. A questa miscela si addizioneranno i 5 g di acido acetilsalicilico.

Uno dei problemi nella produzione dei granulati effervescenti è costituito dalla presenza di umidità sia durante la preparazione sia nel prodotto finito. Il prodotto viene protetto introducendo nel tappo del contenitore un essiccante (gel di silice, solfato di calcio anidro).

osservazione
La formulazione esaminata è stechiometrica; tuttavia, per variare il gusto, e per raggiungere il volume desiderato è possibile miscelare i componenti in quantità non stechiometrica. Per es., ciascuna tavoletta di Alka-Seltzer® contiene acido acetilsalicilico 324 mg, sodio bicarbonato 1625 mg, acido citrico anidro 965 mg


L'acido citrico da solo è sufficiente per conferire un carattere frizzante all'acqua, unitamente al gusto (aspro) di limonata. Invece, addizionando l'acido tartarico - che produce sulla lingua e sul palato una sensazione di fresco accompagnata dal sapore salato del tartrato (ottenuto dalla salificazione dell'ac. tartarico) - all'acido citrico (sapore aspro), c'è un sinergismo tra i due sapori.

sapore di riferimento dolce amaro salato aspro
dolce attenuato equilibrato attenuato
amaro equilibrato rinforzato rinforzato
salato attenuato esaltato esaltato
aspro attenuato rinforzato rinforzato
La tabella a fianco aiuta a comprendere la relazione fra i vari sapori e le differentti sensazioni derivanti dalle loro combinazioni. Partendo dalla colonna contenente i sapori di riferimento, è facile vedere che i sapori non sono in relazione biunivoca: l'amaro (es. il caffé) è equilibrato dal dolce (zucchero), ma a sua volta il dolce è solo attenuato dall'amaro. Così, se si desidera equilibrare un sapore troppo dolce si aggiunge sale (l'aggiunta è in quantità inferiore rispetto al gusto di partenza, aumentandola fino al sapore desiderato); diversamente, se si addizionasse un amaro avremmo solo un'attenuazione a meno di usare una quantità molto maggiore di amaro rispetto al salato).

Come mostra la tabella, una possibilità da non trascurare è la sostituzione del sale con le spezie. Infatti, il salato viene esaltato dall'amaro e dall'aspro, per cui si può ridurre il sale (per le diete iposodiche), rinforzando la poca quantità usata con sostanze aspre o amare (il pepe - che costituisce una combinazione di aspro e amaro) sulle patate arrosto, oppure limone e/o aceto sull'insalata).


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